Particle-In-Cell Simulation of RFQ in SSC - Linac
设计了一台52 MHz射频四极直线加速器，作为SSC直线加速器系统（分离扇区回旋加速器注入器）的初始结构。设计注入能量为3.5keV/u，输出能量为143 keV/u。使用三维粒子网格程序BEAMPATH [1]进行了在CO2中的束流动力学研究。模拟结果表明，该结构在零电流模式和空间电荷主导模式下，束流传输效率稳定在95%以上。束流的横向和纵向加速质量都很好，很容易被漂移管直线加速器（DTL）接受。研究了叶片误差和空间电荷对束流参数的影响，确定了叶片加工和校准的工程公差。
2010-02-05 physics.acc-ph
RFQ Parameter Choice by Multi-Parameter Optimization
加速器实验室的专家们积累了丰富的设计经验。然而，高功率，高能量连续波直线加速器的设计（例如，ADT应用）的新任务最近出现。这样的加速器实际上必须没有束流损失。这一主要条件对每个直线加速器部件输入端的束流质量提出了更严格的要求。在上述加速器中，由于束流作为起始部分，束流的高质量要求主要与束流有关。这意味着必须用新的方法和手段来丰富现有的设计经验
2000-08-09 physics.acc-ph
Determining Phase-Space Properties of the LEDA RFQ Output Beam
四极扫描被用来表征LEDA激光束。实验数据拟合到均方根光束尺寸的计算机模拟模型。发现这些代码不足以准确再现线扫描仪数据的细节。当这种差异得到解决时，我们计划使用线扫描仪配置文件中的所有数据进行拟合，而不仅仅是使用3-D非线性代码的均方根值。
2000-08-19 physics.acc-ph
New Tasks and New Codes for RFQ Beam Simulation
质子直线加速器是加速器驱动电源系统（ADS）的基础。这种ADS专用于各种目的：武器钚转换，“能量放大器”，放射性废物的嬗变等。解决这些任务需要能量为1 GeV的质子束和平均电流高达30 mA。目前，在这种直线加速器的结构中还没有根本性的问题。主要问题有经济和技术方面。连续波直线加速器的问题将在基本束流动力学要求上得到证明。新的代码包LIDOS. DESIGNER可以模拟真实叶片形状的RF场中的束流动力学（包括叶片部分之间的间隙），以及确定可靠操作的通道参数公差
2000-08-09 physics.acc-ph
Beam optimization of RFQ and SFRFQ combined accelerator at Peking University
北京大学整体裂环射频四极加速器于1999年建成，占空比16.7%，重复频率166 Hz，能将N+、O+、O-、C+和He+从1.6 keV/u加速到65 keV/u。它后来被升级为分离功能喷射器（SFER）的喷射器。实验结果表明，最大加速O ~+束流可达3.2mA，能量1.03MeV，能散（FWHM）3.1%。束流通过一个1 m长的三重态磁场后进入超导磁体的入口，最后被加速到1.64MeV。为了满足SFER的要求，对SFER的束流调节进行了仔细的优化。最终实现了0.53mA、能量1.65MeV的O ~+束流输出，充分证明了SF_4结构的可行性。
2010-11-25 physics.acc-ph
Experiences with the Fermilab HINS 325 MHz RFQ
费米实验室高强度中微子源计划已经建造并调试了一个脉冲325 MHz的中微子源。该加速器已成功地加速了质子束在加速器设计的射频功率。经验遇到的条件反射，包括症状和原因的失控失谐问题，和第一束结果首次报道。
2012-02-07 physics.acc-ph
Determining phase-space properties of the IHEP RFQ output beam using the RMS beam widths from wire-scanners
在IHEP实验后建立了一条束线，用于晕研究。为了确定的横向发射度和椭圆参数的激光输出光束，光束尺寸数据获得的前两个14线扫描仪。采用传递矩阵法和最小二乘法建立线性方程组，并进行求解。然后将解作为多粒子模拟中的初始束流参数来检验计算方法。结果表明，模拟的均方根光束尺寸与测量位置处的测量值之间的差异小于7%，这在我们的实验中是可以接受的。
2015-05-18 physics.acc-ph
Design of the Ess RFQs and Chopping Line
斩波线是ESS直线加速器中实现斩波器和保持束流质量的关键部分。报道了一种新的ESS RFQ和斩波线的优化设计。束流动力学已被优化，H束电流高达100 mA，相对于ESS目标具有安全裕度。第一个反射器传输高达2 MeV的光束的近99.7%。有两个切碎机的生产线可以在2束之间进行完美的切碎。第二个加速器将粒子加速到5 MeV，透射率接近100%。
2000-08-18 physics.acc-ph
High Power Operations of LEDA
LEDA的质子束加速器，一个350 MHz的连续波（CW）射频四极杆，成功地将100 mA的CW质子束从75 keV加速到6.7 MeV。我们已经积累了111小时的电子束上的时间与至少90毫安的连续波输出束流。8米长的加速器对来自LEDA注入器的直流、75 keV、106 mA的H+束进行了加速，其透过率为94%。当在设计的射频功率水平下运行时，叶片尖端的峰值电场为33 MV/m。然而，为了保持上述CW波束的高传输率，有必要在比设计高10%的场水平下操作该放大器。当使用该场操作时，该换能器消耗1.5 MW的RF功率。三个速调管提供了2.2兆瓦的射频功率所需的加速器，以加速100毫安的电子束。光束功率为670 kW。在加速100毫安CW质子束到6.7兆电子伏，遇到的一些挑战，将进行讨论。
2000-08-18 physics.acc-ph
Instrumentation Developments and Beam Studies for the Fermilab Proton Improvement Plan LINAC Upgrade and New RFQ Front-End
费米实验室正在开发一个质子改进计划（PIP），以增加其质子源的吞吐量。该计划涉及硬件修改，以提高重复率和改善束流损失，同时确保质子源到2025年的可行操作。PIP的第一阶段将使费米实验室质子源在2013年年中之前每小时提供1.8e17个质子。作为初始升级的一部分，费米实验室计划安装一个新的前端，包括双氢离子源和201 MHz脉冲激光器。本文将介绍这种新的前端束流研究测量，并讨论新的费米实验室直线加速器束流仪器升级。
2014-08-29 physics.acc-ph
Simulations of high intensity ions beam RFQ Cooler for DESIR SPIRAL 2
本文介绍了在SPIRAL 2/WGRR装置上安装的SHIRaC（SPIRAL-2高强度射频冷却器）项目中采用的新一代缓冲气体射频冷却器对高强度离子束的冷却模拟。研究了考虑空间电荷效应和缓冲气体扩散时冷却过程的两种模拟方法。讨论了这些效应对光束传输效率、纵向扩展能量和横向发射度的影响。最后，对强度达到1 μ A的Cs~+离子束的透射率进行了模拟和实验比较。
2014-03-16 physics.acc-ph
Development of the RFQ Cooler SHIRaC: beam transport and nuclearization
开发了名为SHIRaC的新型制冷机。作为SPIRAL 2设施的一部分，SHIRaC旨在处理和冷却具有大发射度（高达80 pi.mm.mrad）和高电流（高达1 uA）的典型SPIRAL 2光束。其目的是尽可能地提高射束质量（小于3 π mm mrad的横向几何发射度和接近1 eV的纵向能量扩散）并传输超过60%的离子。数值模拟和实验研究表明，只有在发射度方面才能达到所需的光束质量。能量分布与预期值相差甚远。它对空间电荷和缓冲气体扩散敏感，更重要的是对射频场的导数效应敏感。后者出现在射频出口处，并随着射频参数（射频电压的频率和幅度）而增加。允许提高冷却光束质量的研究，主要是能量扩散减少，提出和讨论沿本文。它们包括在出口处实施一个小型的自动化系统。使用这种方法，有可能改善冷却的束质量，并且对于高达1 μ A的束电流，达到1 eV的纵向能量扩展和大约1.75 π mm mrad的横向几何发射度。从SHIRaC到HRS的冷却束的运输已经完成了与静电四极三重态。模拟和第一次实验测试表明，超过95%的冷却光束可以达到HRS。最后，研究了防止核物质从SHIRaC束线逃逸的核化保护方法。
2016-05-14 physics.acc-ph
Design and Optimization of Low Energy Beam Transport for TAC Proton Facility
在这项研究中，低能束流传输（LEBT）通道的质子直线加速器部分的土耳其加速器中心（TAC）的设计使用TRAVEL代码。通常使用的LEBT包括两个聚焦螺线管磁铁将运输和匹配的H-梁从一个体积源到电子束。在这样的LEBT线的束流动力学模拟，95%的空间电荷补偿（SCC）已被认为是在这项研究中。我们的目的是找出我们的激光束输入参数的确定，使最好的光束质量在激光束的入口处使用光束准直器在LEBT线作为一种替代方式。通过这种方式，我们已经获得了最好的光束质量上的输入平面，以及优化LEBT线。
2014-05-28 physics.acc-ph
Beam Dynamics Design and Electromagnetic Analysis of 3 MeV RFQ for TAC Proton Linac
对土耳其加速器中心（TAC）352.2 MHz射频四极杆加速器进行了束流动力学设计，该加速器能将连续波质子束流从50 keV加速到3 MeV的动能。同时，对输入光束参数引入扰动后的谐振腔进行了误差分析，考察了扰动对输出光束参数的影响，并对谐振腔进行了二维和三维电磁结构设计，得到了与光束动力学参数相一致的最佳谐振腔参数。利用LIDOS. RFQ软件对该激光器进行了光束动力学分析和误差分析。利用SUPERFISH软件对二维谐振腔进行了电磁设计，利用CST Microwave Studio软件对三维谐振腔进行了电磁设计。
2014-09-15 physics.acc-ph physics.comp-ph
Status Report on the Low-Energy Demonstration Accelerator (LEDA)
75 keV的注入器和6.7 MeV的质子束流，包括连续波，100毫安质子直线加速器的第一部分的加速器生产氚（APT）项目已经建成和运行。LEDA电子束发生器已经过脉冲和连续波输出束流<=100 mA的广泛测试。高达2.2兆瓦的连续波射频功率从350兆赫的射频系统耦合到超导体，包括670千瓦的连续波质子束。由四极磁铁扫描测量确定的93 mA脉冲式双极输出光束的发射度为ex x ey = 0.25 x 0.31（π mm mrad）2 [rms归一化]。一个后续的实验，有意引入和测量光束晕的激光器输出光束，现在正在安装。
2000-08-19 physics.acc-ph
Current Status of the SANAEM RFQ Accelerator Beamline
SPP的质子束线的设计和生产研究，旨在通过人力开发获得质子加速器技术的专门知识，并作为粒子加速器技术试验台，在TAEK-SANAEM继续作为一个多阶段项目。在第一阶段，20 keV的质子将被加速到1.3 MeV的单片电子束。目前，感应耦合等离子体离子源的束流和稳定性测试正在进行中。低能束传输螺线管的测量磁场图用于通过计算机模拟将离子源的各种束配置与RFQ匹配。2015年第一季度完成了低能耗诊断盒的安装。谐振腔的生产始于铝7075-T6，随后将涂覆铜以减少RF（欧姆）损耗。在射频方面，基于固态和四极管放大器的混合电源的开发仍在继续。除了分别处于制造和设计阶段的环行器和功率耦合天线外，所有射频传输组件均已生产。生产的射频组件的验收测试正在进行中。本文总结了上述SPP质子束线组件的设计、生产和测试阶段。
2015-09-30 physics.acc-ph
DEMIRCI: An RFQ Design Software
自20世纪70年代以来，用于将低能离子加速到高能的射频四极杆的开发和生产一直在继续。由于世界各地对离子束的兴趣日益增加，开发离子束设计软件包已成为必然，该软件包可以提供易于使用的图形界面，可以可视化离子束在离子束内的行为，并且可以在Unix和Windows平台上运行。在这方面，正在开发一个新的计算机设计软件包，DEMIRCI。为了满足用户的期望，DEMIRCI最近增加了一些新功能。除了通过图形界面和命令行使用外，DEMIRCI还丰富了束流动力学计算。这个新的模块使用户能够定义和跟踪输入光束，并监控其沿光束的行为。此外，Windows操作系统已添加到支持的平台列表中。最后，正在增加更现实的8项潜在结果。本文将总结DEMIRCI设计软件的最新发展和结果。
2016-03-21 physics.acc-ph
Asynchronous accelerator with RFQ injection for active longitudinal compression of accelerated bunches
本文描述了一种异步加速器，它的工作原理允许加速质子束的主动纵向聚束压缩，以克服强聚束的空间电荷限制效应。它示出，加速束从一个超导直线加速器可以适应于异步注入的多个选择的超导和异步的加速频率。所提供的新型加速器系统特别适合于加速高达100MeV能量和数百mA平均电流的质子束。
2000-03-08 physics.acc-ph
An RFQ injection system for the HRIBF
在橡树岭国家实验室（ORNL）的Holifield放射性离子束设施（HRIBF）中，从正离子源提取的分子离子随后在电荷交换单元中分解，产生具有数百eV能量扩散的放射性离子束（RIB），阻止有效的磁同量异位素分离。为了在电荷交换之前进行磁同量异位素分离，提出了一种多谐波聚束器和一个12 MHz的射频四极杆（Radio Frequency Quadrupole），以补充目前的300 kV注入系统的25 MV串列静电加速器。该探测器将安装在一个可变的高压平台上，以加速质量从10到150 amu的离子。
2003-05-01 physics.acc-ph
LEDA Beam Operations Milestone and Observed Beam Transmission Characteristics
最近，氚加速器生产（APT）项目的低能示范加速器（LEDA）部分达到了100 mA，8小时连续波束流运行的里程碑。LEDA由一个75 keV质子注入器，6.7 MeV，350 MHz CW射频四极杆与相关的高功率和低电平射频系统，短高能束流传输（HBT）和高功率（670 kW CW）束流收集器组成。在试运行阶段，人们发现，为了以低损耗加速整个100 mA射束，磁场水平必须比设计高出约5-10%。低占空比，100毫安的光束的测量表明，光束传输是出乎意料的低？90和105%的设计之间的磁场水平。本文将介绍LEDA运营的一些方面，这些方面对于实现上述里程碑至关重要。测量和模拟结果，减少近设计工作条件下的光束传输。
2000-08-16 physics.acc-ph
The Low Energy Beam Transport System of the New GSI High Current Injector
UNILAC的高电流性能进行了改进，取代了Wideroe prestripper加速器由一个ESTO和IH型DTL。此外，两个离子源终端之一配备了MUCIS和MEVVA型的高电流源。因此，从离子源到阴极入口的LEBT的重新设计是必要的。新的LEBT于1999年初安装。调试主要采用高强度氩束进行。获得的17emA Ar+比设计强度高出6emA。新的LEBT的预期性能实现了：高电流束的全传输，沿束线的亮度保存，同位素分离的所有元素，横向相空间匹配的超导直线加速器，和宏脉冲整形。特别是，高度的空间电荷补偿被证实。
2000-08-16 physics.acc-ph
Design approach for modern high-current, radio-frequency quadrupole accelerators with low emittance transfer
射频四极加速器经常面临强流束流引起的空间电荷效应的挑战。本研究探讨如何达到高光束透过率、短结构长度及高光束质量的双光束动力学设计。为了避免束流不稳定性引起的发射度转移，所谓的el/et（纵向和横向发射度的比值）= 1.0的设计准则被提出。介绍了该设计准则结合BABBLE/NFSP设计方法在大电流、高频、高注入能量超导加速器中的应用。
2019-06-19 physics.acc-ph
The radio-frequency quadrupole
射频四极直线加速器出现在20世纪70年代末的加速器领域，并从那时起彻底改变了低能质子和离子加速领域。该装置使得在紧凑的射频（RF）谐振器内可靠地产生前所未有的离子束强度成为可能，该谐振器集中了低能直线加速器部分的三个主要功能：聚焦、聚束和加速。然而，其复杂的电极结构和严格的射束动力学和RF要求对机械和RF布局施加了严格的限制，使得RFQ的构建特别具有挑战性。本讲座将介绍主要的束流光学、射频和机械特性，并强调这三个方面是如何相互关联的，以及它们如何对激光器的最终性能做出贡献。
2013-03-27 physics.acc-ph
Recent Developments In DEMIRCI, The RFQ Design Software
DEMIRCI设计工具旨在为轻离子加速腔和其中的离子束提供快速准确的模拟。它是一个现代化的工具，具有图形用户界面，可通过“点击”方法帮助设计人员。本文综述了DEMIRCI软件的最新进展，如增加了束流动力学和八项势系数计算。其结果与市场上的其他软件进行比较，以显示所达到的兼容性水平。最后对未来的发展进行了展望。
2017-05-20 physics.acc-ph
Status Report on the 5 Mev Iphi RFQ
作为高强度质子注入器项目（IPHI）的一部分，目前正在建造一个为质子电流高达100 mA CW设计的5 MeV质子注入器。其计算透射率大于99%。该项目的主要目标是验证设计规范的准确性，获得制造，调谐程序和操作的专业知识，测量输出光束特性，以优化直线加速器的高能量部分，并以最少的光束行程达到高可用性。已经建立了一个冷模型来开发调谐程序。介绍了IPHI的研究现状。
2000-08-18 physics.acc-ph
Commissioning of Ih-RFQ and Ih-DTL for the Gsi High Current Linac
Unilac的新的1.4 MeV/u前端HSI（HochStromInjektor）加速离子，A/q比高达65，束流强度高达0.25 A/q。最大束流脉冲功率可达1300 kW。在1999年4月至9月的直线加速器分步调试期间，在两周内对每个腔后的束流进行了分析。主要使用了体积等离子体源MUCIS输出的非常稳定的Ar ~（1+）束。测量的标准。在0.45 π mm mrad附近的80%发射度区域接近于来自束流模拟的结果。在直线加速器出口处达到了设计强度的80%。2000年2月，MEVVA源的U4+束流首次被加速。
2000-08-18 physics.acc-ph
Heavy-Ion Beam Acceleration of Two-Charge States from an Ecr Ion Source
本文介绍了一种能同时接受ECR离子源中铀的两种电荷态的超导离子直线加速器前端的设计。这种操作模式将最重离子可用的射束电流增加了两倍。本文讨论了12MeV/u稀有同位素加速器（RIA）驱动直线加速器的预汽提段，包括LEBT、MEBT、SCBT和超导段，总电压为112MV。LEBT由两个聚束器和静电四极杆组成。两个聚束器的基频都是基频的一半。第一个聚束器是一个多谐波聚束器，设计接受超过80%的每个电荷状态，并形成极低的纵向发射度（均方根发射度低于0.2 keV/u nsec）在输出的聚束器。第二聚束器直接位于双折射器的前面，并且将每个电荷状态聚束的速度与双折射器的设计输入速度相匹配。我们提出了完整的三维模拟的两个电荷状态的铀束，包括空间电荷力的LEBT和LEBT，所有的电场和磁场沿整个prestripper直线加速器的实际分布，和误差的影响，评估几个设计方案的prestripper直线加速器。结果表明，它是可能的，以加速两个充电状态，同时保持发射度增长在容许范围内。
2000-08-19 physics.acc-ph
A 3.0mev Komac/KTF RFQ Linac
将20 mA质子束从50 keV加速到3 MeV的射频四极（Radio Frequency Quadrupole，简称FQQ）直线加速器已经设计完成，并正在韩国原子能研究所（Korea Atomic Energy Research Institute，简称KAERI）的韩国多用途加速器综合体（Korea Multipurpose Accelerator Complex，简称KOMAC）项目的第一阶段KOMAC测试设施（KOMAC Test Facility，简称KTF）中制造。本文介绍了该装置的物理设计、工程设计和制造情况。
2000-08-18 physics.acc-ph
An RFQ Direct Injection Scheme for the IsoDAR High Intensity $\mathrm{H}_2^+$ Cyclotron
IsoDAR是一种新的实验，旨在通过$\barν_e$消失来测量中微子振荡，从而提供对无菌中微子的明确搜索。为了产生必要的反中微子流，需要高强度的初级质子束。在IsoDAR中，$\mathrm{H}_2^+$被加速并在靶之前被剥离成质子，以克服注入时的空间电荷问题。作为设计的一部分，我们已经改进了一个旧的建议，使用一个注入器轴向注入聚束$\mathrm{H}_2^+$离子到驱动回旋加速器。该方法与经典的低能束传输（LEBT）设计相比具有几个优点：（1）聚束效率高于先前考虑的双间隙聚束器，因此总注入效率更高。这放松了对离子源所需的$\mathrm{H}_2^+$电流的约束。(2)可以减小LEBT的总长度。(3)电子束也能加速离子。这使得离子源平台的高电压从70 kV降低到15 kV，使地下安装更容易。我们提出的初步设计参数和第一束动力学模拟从离子源的螺旋偏转入口。
2015-07-26 physics.acc-ph
SPP Beamline Design and Beam Dynamics
SANAEM Prometheus项目的射频四极将是一个演示和教育机器，它将把质子从20 keV加速到1.5 MeV。该项目由土耳其原子能管理局资助，将设在安卡拉的Saraykoy核研究和培训中心。SPP束线由一个多尖点H+离子源、一条低能束流传输线和一个工作在352.2MHz的四叶片加速器组成。采用IBSimu和SIMION软件包进行了多尖点离子源（RF或DC）的设计研究。该源已经制作完成，目前正在进行广泛的测试。还有一个基于LEBT的螺线管的初步设计，POISSON和PATH被并行用于初步设计。两个螺线管磁铁生产后，这种设计。设计师使用LIDOS. DEM.Designer进行了设计，并与国产软件包DEMIRCI进行了交叉检查。最初的束流动力学研究已经进行了LIDOS和TOUTATIS。本文主要讨论了SPP光束线的设计问题，重点研究了SPP光束的动力学特性。
2015-04-28 physics.acc-ph
Beam dynamics at the main LEBT of RAON accelerator
韩国大田稀有同位素科学计划（RISP）的高强度稀有同位素加速器（RAON）被设计用于加速多电荷态束流。由电子回旋共振离子源（ECR-IS）产生的离子束将通过低能束流传输（LEBT）主系统传输到射频四极杆（QRF）。在通过LEBT时，应尽量减小横向束流尺寸和纵向发射度。此外，在多谐波聚束器（MHB）到超导体入口的主要LEBT匹配段，将使用静电四极杆来执行超导体入口处所需的扭曲参数的匹配。我们将简要回顾主要LEBT晶格的新方面，并在主要LEBT匹配部分介绍光束匹配。此外，还将讨论各种误差对束流轨道的影响以及畸变轨道的修正。
2015-07-28 physics.acc-ph
Project PROMETHEUS: Design and Construction of a Radio Frequency Quadrupole at TAEK
PROMETHEUS项目正在设计和开发一个4叶片射频四极杆（QF）及其H+离子源、一条低能束流传输线和诊断部分。该项目的主要目标是实现低能离子加速到1.5 MeV，加速时间短于2米。等离子体离子源正在开发中，以产生20 keV，1 mA的H+束。离子源，传输和束流动力学的模拟结果一起与新开发的设计代码DEMIRCI进行分析研究。模拟结果表明，在下游1.7 m处，能量为1.5 MeV的束流传输率可达99%。作为第一阶段，将为低功率RF特性构建一个铝合金原型，即所谓的冷模型。在这方面的贡献，该项目的地位，设计考虑因素，模拟结果，各种诊断技术和制造问题进行了讨论。
2015-04-28 physics.acc-ph
RFQ Cooler SHIRaC developent
开发了一种名为SHIRaC的新型电子束冷却器，用于处理和冷却典型的大发射度（高达80 π.mm.mrad）和高电流（高达1 { \micro }A）的SPIRAL 2电子束。SHIRaC是法国GANIL实验室SPIRAL 2设施的一部分。其目的是尽可能地提高射束质量：小于3 π.mm.mrad的横向几何发射度和接近1 eV的纵向能量扩展，并且透射超过60%的离子。数值模拟和实验研究表明，只有在发射度方面才能达到所需的光束质量。能量分布与预期值相差甚远。它对空间电荷和缓冲气体扩散敏感，更重要的是对射频场的导数效应敏感。后者出现在阴极出口处，并随着以下RF参数而增加：施加到阴极电极的RF电压的频率和幅度。允许提高冷却光束质量的研究，主要是能量扩散减少，提出和讨论沿本文。它们包括在出口处实施一个小型的自动化系统。利用这些研究的进展，对于高达1 { \micro }A的束流，有可能提高冷却束质量，并达到1 eV的纵向能量扩展和小于1.8 π.mm.mrad的横向几何发射度。从引出部分的出口朝向HRS的冷却束的运输已经用静电四极三重态完成。模拟和第一次实验测试表明，超过95%的冷却光束可以达到HRS。最后，研究了防止核物质从SHIRaC束线逃逸的核化保护方法
2015-07-21 nucl-ex physics.acc-ph
Time-Delayed Koopman Network-Based Model Predictive Control for the FRIB RFQ
本文提出基于LSTM的库普曼网络模型学习FRIB RFQ频率失谐中的时延与非线性特性，并结合牛顿-拉夫逊方法构建MPC框架，实现比PID控制器快一倍的高效控制。
2024-09-30 physics.acc-ph
Beam Dynamics Studies of the REX-ISOLDE Linac in Preparation for its Role as Injector for the HIE-ISOLDE SC Linac at CERN
超导（SC）高强度和能量（HIE）ISOLDE直线加速器将取代欧洲核子研究中心放射性离子束实验（REX）的大部分现有加速基础设施，然而，101.28 MHz的超导和5 MV的IH腔将继续作为升级的注入器，将束流的能量提高到1.2 MeV/u。我们提出的注入器的束流动力学调查的结果，最关键的是匹配的纵向光束参数的SC机，这在很大程度上是复杂的IH腔采用组合零度（KONUS）束流动力学设计。利用三梯度法测量束流参数，重构出超导直线加速器的纵向束流参数，并结合束流动力学测量和IH结构模拟，设计了超导直线加速器的匹配段。
2010-10-11 physics.acc-ph
Beam Dynamics Studies for a High Current Ion Injector
最近的离子源的发展导致产生高亮度，高电流束的质子和轻离子。提取和运输后，具有大的内部空间电荷力的束必须被捕获，聚束和预加速注入到以下驱动器的一部分，新一代的高强度束设施的中子源，能源生产，嬗变，例如，一个组合的的中子源和DTL被认为是一个很好的解决方案，这样的高电流离子注入器。一些初步的束流动力学布局进行了多粒子模拟研究。作为一个例子，对国际聚变材料辐照设施的设想，频率、离子能量和火花等基本参数都作了改变。主要的兴趣是针对高传输，低损耗和发射度守恒。简要地讨论了光束与反射镜的匹配以及反射镜与DTL之间的匹配。
2000-08-17 physics.acc-ph
Beam Emittance Measurements for the Low-Energy Demonstration Accelerator Radio-Frequency Quadrupole
低能示范加速器（LEDA）射频四极（QRF）是一个100%占空比（CW）直线加速器，可提供>100 mA的6.7 MeV H+束流。8米长，350兆赫的超导结构加速直流，75千电子伏，110毫安的H+束从LEDA注入器与>90%的传输。LEDA [1，2]包括一个75 keV质子注入器，6.7 MeV，350 MHz CW注入器以及相关的高功率和低水平射频系统，短高能束流传输（HBT）和高功率（670 kW CW）束流停止。束流发射度是从线扫描仪测量的光束轮廓在一个单一的位置在HEBT推断。测量的束轮廓作为一个函数的磁场梯度在一个HEBT四极。当梯度改变时，光斑大小通过横向腰部。测量的峰值电流在25和100 mA之间。
2000-08-17 physics.acc-ph
Ion source and LEBT of KAHVELab proton beamline
KAHVE实验室位于土耳其伊斯坦布尔的Bozaziçi大学，是质子直线加速器教育项目的所在地。质子束将源自20 keV的H+源，并将通过低能束传输（LEBT）线输送到在800 MHz下运行的两模块射频四极（Quadrupole）。目前，设计阶段已经结束，除了正在制造的质子束线外，已经生产和安装的质子束线正在进行调试和稳定性测试。这项工作总结了离子源和LEBT线组件的设计，生产和测试阶段。
2022-11-28 physics.acc-ph
TITAN's Digital RFQ Ion Beam Cooler and Buncher, Operation and Performance
我们提出了一个描述的射频四极杆（四极杆）离子阱作为泰坦设施的一部分。它由一个充气的、分段的、线性的保罗阱组成，是TITAN装置的第一级，目的是冷却和聚束ISAC-TRIUMF提供的放射性离子束。这是第一个数字驱动的此类设备，即，与典型的正弦波形式相比，使用高电压（$V_{pp} = \rm{400 \, V}$）、宽带宽（$0.2 < f < 1.2 \, \rm{MHz}$）方波。从调试的设备，以及稳定和放射性离子的系统研究的结果，包括效率测量与稳定的$^{133}$ Cs和放射性$^{124, 126}$ Cs。还展示了该设备的新颖且独特的操作模式，其中以反向模式提取冷却的离子束，即，与先前注入的方向相同。
2012-02-07 nucl-ex physics.acc-ph
Development of a Hybrid Power Supply and RF Transmission Line for SANAEM RFQ Accelerator
SANAEM Project Prometheus（SPP）一直在建造MeV范围的质子束线。它的质子源、两个中子源和一个低能诊断盒已经制造和安装。这些将是其次是一个4-叶片涡轮机将由两个阶段的PSU供电。第一级是一个定制的固态放大器，在352.2 MHz的工作频率下提供6 kW的功率。第二级采用Thales的TH 595四极管，将在短脉冲模式下将此输入放大到160 kW。将通过多个WR 2300全高和半高波导、3 1/8”刚性同轴电缆、适当的适配器和转换器以及定制设计的环行器连接，实现向太阳能电池板的电力传输。本文总结了这些部件在设计和生产过程中取得的经验。
2015-10-08 physics.acc-ph
High-frequency structure design and RF stability analysis of a 4-vane radio frequency quadrupole with pi-mode stabilizer loops
基于紧凑型加速器的中子源设施正在引起人们的关注，并在材料和工程科学以及中子科学教育和培训中发挥着重要和不断扩大的作用。中子是由低能质子束轰击铍或锂靶产生的。在这样的基于加速器的中子源中，通常利用射频四极杆（RFID）将高强度质子束加速到几MeV。本文主要研究了一种具有π模稳定回路的四叶片整流器的高频结构优化设计及其射频稳定性分析。设计了一台176 MHz的质子加速器，工作在10%的占空比下，能在5.3 m的长度内将80 mA的质子束从65 keV加速到2.5 MeV。PISL的采用确保了高RF稳定性，简化了加速器的操作，并意味着不太严格的对准和加工公差。
2022-03-18 physics.acc-ph
Effects of H$^-$ low beam irradiation and high field pulsing tests in different metals
本研究测试了多种金属在H$^-$低能束流辐照和脉冲高压下的表现，发现SS316LN、Ti6Al4V、CuBe2和CuCr1Zr的最大表面电场高于铜，是未来制造更耐用RFQ结构的理想候选材料。
2025-02-03 physics.acc-ph
750 MHz radio frequency quadrupole with trapezoidal vanes for carbon ion therapy
高频直线加速器非常适用于碳离子治疗，这要归功于相对于同步加速器的低运行成本和高光束质量，同步加速器是目前唯一可用于该应用的技术。在开发新型碳离子治疗直线加速器的框架内，本文介绍了一种紧凑型梯形叶片750 MHz射频四极（QRF）加速器的设计。本文介绍了一种新的半解析方法来设计螺旋叶片式激光器，并给出了相应的束流动力学特性。该谐振腔分为两个去耦的射频腔，这两个腔都利用了一种新的偶极子失谐技术，通过长度调整。从射频和光束动力学的观点来描述分裂。本文最后与射频设计的完整结构，包括最大表面场和热的研究。
2021-01-01 physics.acc-ph
Comparisons Between Modeling and Measured Performance of the BNL Linac
布鲁克海文200 MeV直线加速器的计算机模拟和实际性能之间取得了很好的一致性。我们将提出计算和测量的性能之间的比较，通过电子束传输，6米的运输从电子束到直线加速器和机械和运输通过直线加速器。
1996-12-31 physics.acc-ph
Realizing long radio-frequency quadrupole accelerators with multiple shorter and independent cavities
众所周知，长射频四极加速器的调谐要求很高。本研究探讨如何利用多个独立短腔来实现高效率的长腔体加速器。从RF的角度来看，使用较短的腔体具有许多优点，例如扩大的模式分离和简化的RF调谐，但是腔体之间的射束匹配将成为一个问题，特别是在高电流和低能量下。本文以一台长9米以上的强流加速器为例，介绍了在多级加速器中实现良好束流质量和高束流传输的设计思想和方法。
2020-03-25 physics.acc-ph
High dimensional characterization of the longitudinal phase space formed in a radio frequency quadrupole
现代加速器前端几乎完全包括射频四极杆，用于初始捕获和聚焦低能束。纵向束流中的动力学定义了纵向束流参数。模拟的SNS与PARMTEQ播种与现实的LEBT分布产生一个2.5兆电子伏，40毫安的H-束的均方根发射度为130度keV。在测量中，纵向相空间的详细表征，包括一个新的纵向发射度的依赖横向坐标的研究。这项工作介绍了一种新的虚拟狭缝技术，提供子狭缝分辨率的能量谱仪，以及可视化的4D相空间数据的方法。通过模拟和测量，证实了射频谐振形成的聚束具有明显的内部关联结构。高维特征被证明是在定性协议。然而，测量的均方根发射度高达30%低于预测，更接近95度千电子伏的设计值。
2020-08-14 physics.acc-ph
Experimental Study of Beam Dynamics In The PIP-II MEBT Prototype
质子改进计划第二阶段（PIP-II）是费米实验室注入复合体的升级计划，其核心部分是800 MeV，2 mA CW SRF直线加速器。PIP-II直线加速器前端的原型称为PIP-II注入器测试（PIP 2 IT）正在费米实验室建造。到目前为止，已经组装并调试了15 mA DC、30 keV H离子源、2 m长的低能束运输器（LEBT）、2.1 MeV CW离子源以及随后的10 m中能束运输器（MEBT）。MEBT逐束团斩波系统和低不受控束流损失的要求对束流包络及其变化提出了严格的限制。测量了MEBT中的横向和纵向束流动力学，束流电流范围为1-10 mA。几乎所有的测量都是用10 μs的光束脉冲进行的，以避免损坏光束线。本报告介绍了测量的横向光学与差分轨迹，重建的束包络与刮刀和艾利森发射度扫描仪，以及束团长度测量与快速法拉第杯。
2018-08-24 physics.acc-ph
Design of a 200-MHz Continuous-Wave Radio Frequency Quadrupole Accelerator for Boron Neutron Capture Therapy
设计了一台用于硼中子俘获治疗（BNCT）的高强度连续波（CW）射频四极杆（QRF）加速器。在200 MHz工作频率下，20 mA质子束从30 keV加速到2.5 MeV时的传输效率可达98.7%。束流动力学具有良好的误差容限。通过比较四边形和八角形两种不同截面的高频参数，选择了具有相同频率下截面较小、易于加工等优点的四边形结构的四叶片腔体。此外，调谐器和底切被设计成调谐腔的频率并实现沿腔的平坦电场分布。本文详细介绍了束流动力学仿真和电磁设计。
2021-03-12 physics.acc-ph
Physics design for the C-ADS main linac basing on two different injector design schemes
中国ADS（C-ADS）项目计划在2032年左右建造一个1000 MW加速器驱动次临界系统。该加速器将工作在CW模式，束流电流为10 mA，最终束流能量为1.5 GeV。直线加速器由两个主要部分组成：注入器部分和主直线加速器部分。对于注射器部分有两种不同的方案。注入器-I方案基于325-MHz超导辐射腔和相同RF频率的超导辐射腔，注入器-II方案基于162.5-MHz超导辐射腔和相同频率的超导HWR腔。对于不同的注入器选择，主直线加速器设计将有所不同。根据不同注入器方案的束流特性，研究了两种不同的主直线加速器设计方案。
2013-07-01 physics.acc-ph
Conceptional Design of Heavy Ion Linac Injector for HIRFL-CSRm
提出了一种室温重离子直线加速器作为兰州重离子加速器主冷却储存环的注入器，以提高兰州重离子加速器的性能。该直线加速器注入器可为CSRm提供最大质荷比为7的重离子，注入动能为7.272MeV/u，脉冲束流强度为3emA，占空比为3%。与现有的扇形聚焦回旋加速器（SFC）相比，直线加速器的束流可提高10-100倍。108.48MHz四棒加速器作为直线加速器的预加速器，将4keV/u的离子束加速到300 keV/u，在长3.07m的叶片上，传输效率达到95.3%。在误差容限分析中考虑了相位超前的影响，并通过调整结构参数来避免参数谐振。KONUS IH-DTLs跟随着离子束，将离子束加速到7.272MeV/u，注入HIRFL-CSRm。前两个腔的谐振频率为108.48MHz，后5个腔的谐振频率为216.96MHz。在17.066m长的DTL段中，最大加速梯度可达4.95MV/m，脉冲射频总功率为2.8MW。详细介绍了一种确定谐振频率、叶片电压和DTL有效加速电压的新策略。本文将介绍直线加速器的束流动力学设计。
2013-11-13 physics.acc-ph
Commissioning of the 1.4 Mev/u High Current Heavy Ion Linac at Gsi
Wideroe型Unilac预剥离器直线加速器的拆卸于1999年初进行。必须获得SIS中最重元素的粒子数增加两个数量级以上。从那时起，新的高电流注入器（HSI）由H型整流器和DTL结构组成，用于双束操作，并成功调试。高电荷注入器（HLI）在此期间提供主直线加速器。同时完成射频发射器和射频结构的调节和运行。HSI调试策略包括在每个运输和加速段之后使用多功能诊断测试台进行束流调查。将讨论LEBT、超透镜、IH槽I和II以及剥离段之后的广泛调试测量结果（例如横向发射度、束流宽度、束流传输）。使用来自MUCIS离子源的40 Ar 1+束来填充直线加速器直到理论空间电荷极限。1999年11月开始进行例行作业。
2000-08-16 physics.acc-ph
Installation Progress At The PIP-II Injector Test At Fermilab
一个CW兼容，脉冲H超导直线加速器“PIP-II”正在计划升级费米实验室的注入复杂。为了验证前端概念，正在建造一个测试加速器（PIP-II喷射器测试，以前称为“PXIE”）。该加速器的暖部分包括10 mA DC、30 keV H离子源、2 m长的低能束传输器（LEBT）、能够以连续波（CW）模式操作的2.1 MeV射频四极（QFT）和10 m长的中能束传输器（MEBT）。本文将介绍MEBT的第一节和第二节的安装以及相关的机械设计考虑。
2017-01-04 physics.acc-ph
Low-energy Ion Beam Diagnostics: An Integrated Solution
本文介绍KAHVELab为800 MHz RFQ注入器设计的集成低能束流诊断站MBOX，包含法拉第杯、闪烁体屏和胡椒罐板等自制工具，用于测量质子束流强、剖面和发射度，并将实测结果与模拟预测进行对比验证。
2023-07-05 hep-ex physics.acc-ph
High current $\mathrm{H}_2^+$ beams from a filament-driven multicusp ion source
最近，使用$\mathrm{H}_2^+$离子代替质子来克服紧凑型回旋加速器中的空间电荷挑战受到了广泛关注。这项技术有可能将紧凑型回旋加速器的可用束流增加一个数量级，为能源研究，医学同位素生产和粒子物理学的应用铺平道路，例如通过IsoDAR实验决定性地寻找无菌中微子。对于IsoDAR，我们不仅仅使用$\mathrm{H}_2^+$，还通过嵌入在回旋加速器轭中的射频四极（Radio Frequency Quadrupole，缩写为QF）添加了预聚束。这对离子源提出了束纯度和束质量限制，迄今为止还没有公开的离子源同时证明了这一点。在这里，我们报告的结果，从一个新的multicusp离子源（MIST-1），产生世界上最高的稳态电流的$\mathrm{H}_2^+$从这种类型的离子源（1毫安），具有极低的发射率（0.05 $π$ -毫米-毫拉德，RMS，归一化）和高纯度（80% $\mathrm{H}_2^+$）。这一结果表明，使用多尖锥离子源的IsoDAR和直接注入原型的可行性，并铺平了道路，以记录打破连续波（cw）5 mA $\mathrm{H}_2^+$（相当于10 mA质子）从紧凑型回旋加速器，理想的地下安装的束流。这代表了一个重大的进步，特别是对中微子物理和高功率回旋加速器设计的影响。
2021-03-10 physics.acc-ph
